标签: 软件定义汽车

近年来，软件定义汽车（SDV）的概念已逐渐点燃汽车行业的发展与快速变革。SDV不仅仅带来了车辆硬件的更新，更是一场对车辆功能和性能的全面革新。而在这场变革中，空中升级技术（OTA）便成为了关键的推动力。 软件定义汽车（SDV）是什么？ SDV是一种 透过 软件控制和定义车辆功能的技术。这种车辆的设计概念允许在软件层面进行灵活的定义和改变，使其具备弹性和可升级性。SDV使车辆变得更加智慧，并且能够依据不同的情境与需求提供多样化的功能。与此同时，OTA技术则透过无线网络实现了车辆接收和安装软件，以及固件的更新，OTA无疑是成就SDV概念的关键技术。不仅推动了汽车技术的前进，更为车用行业注入了新的动力。 OTA技术的深度解析 OTA技术主要可分为SOTA（软件空中升级）和FOTA（固件空中升级）两种。两者在汽车行业中也各别拥有独特的应用范围和功能。 SOTA（软件空中升级） SOTA主要针对车辆的软件进行升级，包括操控系统、车辆控制单元、娱乐系统等。这种升级方式使得车辆能够实时获取新的软件功能和性能优化，同时因应新兴技术和安全性需求。举例来说，车厂透过SOTA可将新的驾驶辅助系统、娱乐应用或安全功能推送至车辆，确保车辆持续提供良好的用户体验。 FOTA（固件空中升级） FOTA则是针对车辆固件进行升级，包括引擎控制单元、传动系统等，主要是用来提升车辆性能、效能及能源利用效率，而这种升级方式通常牵涉更基本的硬件控制。好比说一些引擎优化或节能功能的改进都可透过FOTA方式实现，让车辆在动力性能和燃油效率方面不断取得进步。 总括来说，SOTA和FOTA的整合使得车辆能够以多角度、多面向以及多层次的方式来实现功能升级，进而适应不断变化的市场需求和技术标准，提升车辆的竞争力和可持续性。 OTA验证测试需要考虑的层面 功能测试 (Functionality Test) OTA功能测试包括检查OTA更新的下载过程，以确保档案能够正确地从服务器下载到车辆系统。此外，别忘了还需要验证OTA更新是否成功安装，包括在安装过程中是否发生中断或错误，并检查安装后系统是否按预期正常运作。 效能测试 (Performance Test) 针对OTA更新的下载速度进行量测，确认是否符合预期，以确保用户在更新过程中不会遇到过度的长时间等待。同时也需要量测OTA更新的安装时间，确保更新能够在预期的时间范围顺利内完成。 安全测试 (Security Test) 检测OTA更新是否容易遭受恶意攻击是非常重要的，安全测试包括漏洞扫描和安全性分析，它可确保在更新过程中的数据不会受到未授权的存取。同时也必须确保OTA更新不会泄漏任何存在于车辆中的敏感讯息，例如用户的个人隐私或是车辆操作的相关数据。 兼容性测试 (Compatibility Test) 兼容性测试可验证OTA更新是否能够适应不同车型和配置，以确保在各种车辆上都能顺利执行。同时，需要验证OTA更新在不同网络条件下的可靠性也是不容忽视的重要环节，以确保即使在不稳定的网络环境中，更新仍能成功进行。 回归测试 (Regression Test) 回归测试可检视OTA更新是否会产生新的错误或问题，以确保更新时不会影响现有功能的稳定性，并确保车辆在更新后仍能正确地执行之前的操作。 自动化测试已成必然趋势 根据报导指出，各车厂的OTA频率正式不断攀升。其中Tesla的官方数据显示，Tesla每四周就会发布一次主要的OTA更新，每一周就会发布一次小版本更新。 Tesla的OTA更新内容涵盖了车辆的各个方面，包括安全性、性能、功能等。例如Tesla在2023年3月的OTA更新中增加了自动驾驶辅助功能，包括交通灯和行人识别。而在2023年7月的OTA更新时则增加了游戏和电影等车辆娱乐功能。 OTA的更新有超过60%的项目为功能上的优化，至于剩余的近40%则为功能新增或是开放。车厂在每一次的OTA发布前务必要规划出完整的验证方案以及安排适合且充足的验证人员，随着OTA频繁的发布，验证人员的需求也随之升高。若能导入自动化测试便可实现全时不间断的执行验证。对车厂来说绝对是当务之急。

IAR Embedded Workbench for Arm 已全面支持恩智浦最新的 S32 系列，可加速软件定义汽车的车身和舒适性应用的开发 瑞典乌普萨拉 ， 2023 年 11 月 22 日 – 嵌入式开发软件和服务的全球领导者 IAR 现已全面支持恩智浦半导体（ NXP Semiconductors ）全新电机控制芯片 S32M2 。 S32M2 系列芯片是恩智浦基于 Arm® Cortex® 的 S32 车辆计算平台的最新增强版本，以高效率为特点，应用于车身和舒适性领域，旨在降低车内噪音，提升乘客舒适度。 IAR Embedded Workbench® for Arm® 包含强大的编译器和调试解决方案，已经可以用于最新的 S32M2 ，帮助汽车行业朝着软件定义电动汽车的发展方向前进。 S32M2 系列是基于 Arm Cortex-M 微控制器内核的高度集成的电机控制解决方案。虽然类似于恩智浦的 S32K MCU 产品，但这个全新系列增加了高压模拟功能和高效率，适用于泵、风扇、天窗和座椅调整、安全带预紧器或后备箱开启器等汽车应用。 S32M2 的系统级封装集成了符合汽车标准且以应用为中心的功能，如直接从 12V 汽车电池供电的稳压器、物理通信接口（ LIN 、 CXPI 或 CAN FD ）、用于电机控制的 MOSFET 栅极驱动器以及非易失性内存（从 128KB 到 1MB ），以降低总体组件数量。这使汽车制造商能够减小印制电路板（ PCB ）面积，降低设计风险和材料成本，并加速产品上市。 IAR Embedded Workbench for Arm 是一套全面的开发环境，一直以来都为恩智浦得到广泛采用的 S32K 微控制器提供支持，而现在它也扩展支持了新的 S32M2 系列，使得软件重用变得更加高效。这个全面的 C/C++ 套件涵盖高度优化的编译器和先进的调试与分析功能，包括集成的功耗监控功能。除了高度优化的构建工具，易于使用的代码分析附加组件，如 IAR C-STAT 静态代码分析工具、 IAR C-RUN 动态分析工具和 C-SPY 调试器，还可以帮助开发人员在开发过程的早期发现潜在的代码问题和错误，以优化整体代码质量。 IAR Embedded Workbench for Arm 还提供符合 ISO 26262 认证的功能安全版本，与 S32K 的开发流程完全匹配，而 S32K 也已获得 ISO 26262 的 ASIL B 认证。 恩智浦汽车处理集成解决方案高级总监 Thomas Ensergueix 表示：“随着 S32M2 系列的推出，恩智浦为汽车制造商提供了进一步扩展的 S32 平台和全面的软件支持，以帮助他们充分优化产品开发。 S32M2 系列提供高效运行的电机控制功能，同时保持性能空间以整合更多功能和能力，从而可满足新兴的软件定义电动汽车市场的需求。 ” IAR 首席技术官 Anders Holmberg 表示： “ 我们很高兴为恩智浦的先进电机控制解决方案 S32M2 提供及时且强有力的支持。 IAR Embedded Workbench for Arm 为汽车软件开发人员提供了设计高效、简化和稳定的电机控制应用程序的能力。此外，用户也可以在 S32 平台各个应用开发中无缝重用代码，从而加快了开发周期并降低了成本。 ” 最新版本的 IAR Embedded Workbench for Arm 已全面支持 S32M2 系列。您可以访问 https://www.iar.com/products/architectures/arm/iar-embedded-workbench-for-arm/ ，了解 IAR Embedded Workbench for Arm 支持的 8800 多款 Arm 芯片。

随着软件定义汽车（SDV）的快速发展，汽车行业正经历着前所未有的变革。软件不再仅仅是一种辅助功能，而是成为车辆中不可或缺的一部分。软件定义汽车的出现，使得汽车不再是一个单纯的机械设备，而是一个具备智能化、网络化、个性化特点的移动智能设备。 软件定义汽车的核心在于通过软件来控制车辆的各项功能，包括动力系统、底盘控制、车身电子、娱乐系统等。这种变革不仅改变了汽车的控制方式，也使得车辆能够根据用户的需求进行功能升级和优化。 在软件定义汽车的背景下，数据驱动的层次架构设计显得尤为重要。这种设计方法将车辆的各个系统划分为不同的层次，每个层次负责不同的功能，从而实现对车辆的分层管理和控制。 互联网思维和汽车思维的本质区别在于前者更加注重用户体验和数据驱动，而后者更加注重机械性能和工程设计。互联网思维的重点是打造一个连接用户、车辆、服务的生态系统，通过数据分析来提升用户体验和服务质量。而汽车思维则更加注重车辆的性能和工程设计，往往以机械性能为主要考虑因素。 在软件定义汽车的层次架构设计中，芯片/操作系统/中间件架构是整个系统的核心。这一架构通过芯片来实现对车辆各项功能的控制，操作系统则提供了一个统一的接口，使得开发者能够更加方便地开发各种应用。中间件则起到了连接操作系统和应用程序的作用，为应用程序提供了一系列的服务和接口，使得应用程序能够更好地运行和管理车辆的各种功能。 数据驱动下的软件架构变化主要体现在软件系统的开放性和可扩展性。随着车辆功能的不断升级和优化，软件系统也需要不断地进行更新和扩展。因此，软件系统需要具备开放性和可扩展性，以便能够更好地适应车辆功能的变化和升级。 数据驱动下的算法体系变化主要体现在算法的自适应性和鲁棒性。随着车辆数据的不断积累和分析，算法也需要不断地进行优化和升级。因此，算法需要具备自适应性和鲁棒性，以便能够更好地适应车辆数据的不断变化和波动。 数据驱动与规则驱动的混合架构是一种将数据驱动和规则驱动相结合的架构设计方法。这种架构设计方法既能够利用数据进行分析和预测，又能够根据预设的规则进行控制和管理。因此，这种架构设计方法能够更好地满足软件定义汽车的控制需求和管理要求。 在域控架构开发中，集中架构的多层级服务矩阵设计和SOA服务矩阵设计原则及其案例是关键技术。这些技术能够将车辆的各个系统进行集成和管理，使得车辆能够更加高效地进行信息交互和管理。同时，域控与集中式架构典型案例也能够为开发者提供一个参考和借鉴的平台。 在解决功能安全与数据驱动的予盾时，需要采用一系列的技术和方法。例如，可以采用基于模型的设计方法来验证和控制车辆的功能安全；可以采用数据加密和隐私保护技术来保护用户的隐私安全；可以采用冗余设计和故障预测技术来提高系统的可靠性和稳定性。 综上所述，软件定义汽车的背景下数据驱动的层次架构设计是实现车辆智能化、网络化、个性化的关键技术。这种设计方法能够将车辆的各个系统进行分层管理和控制，使得车辆能够更加高效地进行信息交互和管理。同时，数据驱动下的软件架构、算法体系、数据驱动与规则驱动的混合架构等技术也能够更好地满足软件定义汽车的控制需求和管理要求。在未来的发展中，随着技术的不断进步和应用场景的不断扩展，软件定义汽车的层次架构设计也将不断进行优化和升级。 传送门：域控架构设计